RX12874

RX12874หรือที่รู้จักกันในชื่อระบบตรวจจับแบบพาสซี ฟ ( Passive Detection System หรือ PDS ) และมีชื่อเล่นว่า " วิงเคิล " (Winkle) เป็น ระบบ ตรวจจับเรดาร์ที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของ เครือข่าย เรดาร์Linesman/Mediatorของกองทัพอากาศสหราชอาณาจักรจนถึงต้นทศวรรษ 1980 วิงเคิลถูกปลดประจำการพร้อมกับระบบ Linesman ส่วนที่เหลือ เนื่องจาก เครือข่าย IUKADGEเข้ามาแทนที่
วิงเคิลได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เพื่อต่อต้านคาร์ซิโนตรอนซึ่งเป็นเครื่องรบกวนเรดาร์ที่มีประสิทธิภาพมากจนในตอนแรกเชื่อกันว่ามันจะทำให้เรดาร์ระยะไกลทั้งหมดใช้การไม่ได้ วิงเคิลใช้เครือข่ายสถานีเพื่อรับฟังการออกอากาศของคาร์ซิโนตรอน และรวมข้อมูลจากสถานีเหล่านั้นเพื่อติดตามเครื่องบินรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเรดาร์
ระบบนี้ใช้พื้นฐานจากชุด อุปกรณ์รับ สัญญาณทางอากาศความเร็วสูง ( HSA ) และ เรดาร์ AMES Type 85 ("Blue Yeoman") โดยทั้งสองอย่างถูกใช้เป็นตัวรับสัญญาณ เรดาร์ Type 85 ใช้เป็นหลักในการวัดเวลาที่สัญญาณมาถึง ในขณะที่ HSA สแกนในแนวนอนอย่างรวดเร็วเพื่อหาทิศทาง ข้อมูลจาก HSA และ Type 85 ถูกนำมารวมกันในตัวประมวลผลที่ใช้ การหาตำแหน่งโดยใช้ สามเหลี่ยมและข้อมูลเวลาบินเพื่อกำหนดตำแหน่งของเครื่องบินที่บรรทุกอุปกรณ์รบกวนสัญญาณ
เมื่อกำหนดตำแหน่งได้แล้ว จะป้อนข้อมูลลงในจอแสดงผลของตัวควบคุมการสกัดกั้นด้วยตนเอง เหมือนกับการรับสัญญาณเรดาร์ปกติ โดยจะใช้ไอคอนวงกลมเล็กๆ แทนจุดเดียวเพื่อแยกแยะ ผู้ปฏิบัติงานสามารถลดความไวของเครื่องรับสัญญาณ Type 85 ขณะที่เรดาร์เคลื่อนผ่านตำแหน่งนั้น เพื่อไม่ให้การรบกวนบดบังจอแสดงผลในมุมใกล้เคียง เมื่อรวมกับ สัญญาณ ระบุมิตรหรือศัตรู (IFF) จะทำให้ สัญญาณของ เครื่องบินรบยังคงมองเห็นได้ และการสกัดกั้นสามารถดำเนินต่อไปได้ตามปกติ
ประวัติศาสตร์
คาร์ซิโนตรอน

ในปี พ.ศ. 2493 วิศวกรของบริษัทCSF ของฝรั่งเศส (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของThales Group ) ได้คิดค้นคาร์ซิโนตรอนซึ่ง เป็น หลอดสุญญากาศที่สร้างคลื่นไมโครเวฟและสามารถปรับความถี่ได้ในช่วงกว้างโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพียงตัวเดียว โดยการกวาดความถี่อย่างต่อเนื่องผ่านความถี่ของเรดาร์ ที่ทราบแล้ว จะทำให้การสะท้อนของเรดาร์เองถูกบดบังและทำให้เรดาร์มองไม่เห็นแบนด์วิดท์ ที่กว้างมาก หมายความว่าคาร์ซิโนตรอนตัวเดียวสามารถใช้ส่ง สัญญาณ รบกวนไปยังเรดาร์ใดๆ ก็ได้ที่อาจพบเจอ และการปรับความถี่อย่างรวดเร็วหมายความว่าสามารถทำเช่นนั้นกับเรดาร์หลายตัวพร้อมกัน หรือกวาดความถี่ที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อสร้างการรบกวนแบบเป็นวงกว้าง[ 1 ]
คาร์ซิโนตรอนได้รับการเปิดเผยต่อสาธารณะในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2496 หน่วยงานสัญญาณและเรดาร์ของกองทัพเรือได้ซื้อเครื่องหนึ่งและติดตั้งบน เครื่องบิน Handley Page Hastingsชื่อCatherineและทดสอบกับ เรดาร์ AMES Type 80 รุ่น ล่าสุด ในช่วงปลายปีนั้น อย่างที่พวกเขากังวล มันทำให้จอแสดงผลเรดาร์อ่านไม่ออกโดยสิ้นเชิง เต็มไปด้วยสัญญาณรบกวนที่บดบังเป้าหมายที่แท้จริง การรบกวนที่มีประสิทธิภาพเกิดขึ้นแม้ว่าเครื่องบินจะอยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าเรดาร์ในกรณีนั้น เครื่องบินลำอื่นต้องอยู่ห่าง ออกไป 20 ไมล์ (32 กม.)ด้านข้างก่อนจึงจะมองเห็นได้นอกสัญญาณรบกวน[ 2 ]ระบบนี้มีประสิทธิภาพมากจนดูเหมือนว่าจะทำให้เรดาร์ระยะไกลไร้ประโยชน์[ 3 ]
โรเตอร์
Type 80 เป็นส่วนสำคัญของ ระบบ ROTORซึ่งเป็นเครือข่ายเรดาร์และควบคุมที่ครอบคลุมทั่วทั้งหมู่เกาะอังกฤษการ ทดสอบ Catherineชี้ให้เห็นว่าระบบจะไร้ประสิทธิภาพก่อนที่จะติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ด้วยซ้ำสถาบันวิจัยอากาศยานหลวง (RAE) จึงเริ่มพัฒนาคาร์ซิโนตรอนของตนเองสำหรับ กองกำลังเครื่องบิน ทิ้งระเบิด Vภายใต้ชื่อIndigo Bracket ทันที ในขณะเดียวกันก็มีการศึกษาหาวิธีแก้ปัญหาการรบกวนสัญญาณเรดาร์ของ RAF [ 4 ]
ข้อพิจารณาแรกคือ คาร์ซิโนตรอนให้สัญญาณที่ค่อนข้างอ่อน ประมาณ 5 กิโลวัตต์ เมื่อใช้ในโหมดการยิงแบบต่อเนื่อง กำลังของสัญญาณจะลดลงเหลือประมาณ 5 ถึง 10 วัตต์ต่อเมกะวัตต์ของแบนด์วิดท์ เนื่องจากสมการเรดาร์ในระยะไกล กำลังของสัญญาณนี้ยังคงแรงกว่าการสะท้อนของสัญญาณหลายเมกะวัตต์จากเรดาร์เองมาก[ 4 ]เมื่อเครื่องบินรบกวนเข้าใกล้สถานี จะมีจุดหนึ่งที่เรดาร์เริ่มมีกำลังมากกว่าเครื่องรบกวน จุดที่เรียกว่า "การบังตัวเอง" หรือ "การทะลุผ่าน" เครื่องส่งสัญญาณที่มีกำลังสูงมากจะช่วยเพิ่มระยะที่เกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น การปรับปรุงเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยการโฟกัสลำแสงให้แคบลงเพื่อใส่กำลังเข้าไปในสัญญาณสะท้อนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้[ 5 ]
สถาบันเรดาร์หลวง (RRE) เริ่มพัฒนาระบบดังกล่าวร่วมกับMetropolitan-Vickers (Metrovick) ภายใต้ชื่อ ' Blue Riband ' [ a ]สันนิษฐานว่าเครื่องรบกวนสามารถสร้างกำลังได้มากถึง 10 วัตต์ต่อเมกะเฮิร์ตซ์ทั่วทั้งย่านความถี่S-bandโดยใช้ เครื่องส่งสัญญาณ ไคลสตรอน ขนาด 4.5 เมกะวัตต์ จำนวน 12 เครื่อง ที่ส่งสัญญาณผ่านระบบเสาอากาศขนาดใหญ่75 x 50 ฟุต (23 x 15 เมตร) Blue Riband สามารถสร้างสัญญาณสะท้อนได้ 11.4 วัตต์ต่อเมกะเฮิร์ตซ์ที่ระยะ 200 ไมล์ (320 กิโลเมตร)จึงสามารถเอาชนะภัยคุกคามที่คาดการณ์ไว้ได้ เพื่อบังคับให้เครื่องรบกวนกระจายสัญญาณออกไปในย่านความถี่กว้าง เรดาร์จะเปลี่ยนความถี่แบบสุ่มในแต่ละพัลส์ ครอบคลุมแบนด์วิดท์ 500 เมกะเฮิร์ตซ์[ 6 ]
การเปลี่ยนกลยุทธ์
ตลอดช่วงเวลานี้ มีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับประโยชน์ของการป้องกันทางอากาศ การนำระเบิดไฮโดรเจน มาใช้ หมายความว่าเครื่องบินเพียงลำเดียวสามารถทำลายเป้าหมายใดก็ได้ และความเร็วและระดับความสูงที่สูงขึ้นของเครื่องบินทิ้งระเบิดหมายความว่าสามารถทิ้งระเบิดได้จากระยะไกลขึ้น ในปี 1954 หัวหน้าเสนาธิการกองทัพอากาศได้สรุปว่าการป้องกันระยะใกล้ไม่มีประโยชน์[ 7 ]และเริ่มวางแผนที่จะถอดปืนต่อต้านอากาศยานออกจากการป้องกัน ในเดือนธันวาคม นักวางแผนเชื่อว่าบทบาทที่ใช้งานได้จริงเพียงอย่างเดียวของการป้องกันทางอากาศคือการปกป้องกองกำลัง V ในขณะที่กำลังปล่อยตัว[ 7 ]เพื่อให้สอดคล้องกับบทบาทนี้ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า จำนวนสถานีเรดาร์และเครื่องบินรบยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากพื้นที่ป้องกันรอบมิดแลนด์หดตัวลง[ 8 ]
เอกสารนโยบายกลาโหมปี 1957ได้เปลี่ยนลำดับความสำคัญจากเครื่องบินทิ้งระเบิดที่มีนักบินไปเป็นขีปนาวุธ วิธีเดียวที่จะป้องกันการโจมตีด้วยขีปนาวุธได้คือการป้องปราม ดังนั้นการที่กองกำลัง V-force ต้องอยู่รอดจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งหมายความว่าการโจมตีใดๆ ไม่ว่าจะเป็นโดยเครื่องบินหรือขีปนาวุธ จะต้องทำให้กองกำลัง V-force ออกปฏิบัติการทันที การป้องกันด้วยเครื่องบินสกัดกั้นไม่สามารถรับประกันความอยู่รอดได้แม้ในกรณีที่ถูกโจมตีด้วยเครื่องบินทิ้งระเบิดทั้งหมด และไม่สามารถทำอะไรได้เลยในกรณีของขีปนาวุธ[ 8 ]เมื่อสิ้นปี 1957 แนวคิดเรื่องการป้องกันกองกำลังป้องปรามก็ถูกละทิ้งไป การโจมตีด้วยเครื่องบินทิ้งระเบิดหมายความว่าจะมีขีปนาวุธตามมา ตอนนี้เครื่องบินทิ้งระเบิดจะออกปฏิบัติการไปยังพื้นที่เตรียมการหลังจากได้รับภัยคุกคามที่น่าเชื่อถือ ความจำเป็นในการครอบคลุมระยะไกลของ Blue Riband จึงหายไป[ 9 ]
บทบาทใหม่หนึ่งบทบาทได้ปรากฏขึ้น เนื่องจากการโจมตีมีแนวโน้มที่จะมาจากขีปนาวุธ โซเวียตอาจพยายามรบกวนเรดาร์ระบบเตือนภัยขีปนาวุธล่วงหน้า (BMEWS) โดยการบินเครื่องบินออกไปไกลจากชายฝั่งและใช้คาร์ซิโนตรอนกับแถบความถี่ที่ค่อนข้างแคบของ BMEWS พวกเขาอาจอำพรางการโจมตีด้วยเครื่องบินทิ้งระเบิดต่อฐานทัพ V-force ในลักษณะเดียวกันโดยการรบกวนเรดาร์ ROTOR การรบกวนดังกล่าวจะต้องมีการปล่อย V-force ในขณะที่กำลังตรวจสอบลักษณะของภัยคุกคาม และการหลอกลวงซ้ำๆ ในลักษณะนี้อาจทำให้เครื่องบินและลูกเรือสึกหรออย่างรวดเร็ว ระบบสำหรับการตรวจจับการโจมตีดังกล่าวและการตอบโต้ถือว่ามีคุณค่า[ 9 ]
บทบาทนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ Blue Riband ขนาดใหญ่ และนำไปสู่แนวคิด "Blue Yeoman" ซึ่งเป็นการผสมผสานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของ Blue Riband เข้ากับเสาอากาศขนาดเล็กกว่า45 x 21.5 ฟุต (13.7 x 6.6 เมตร)ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นเพื่อเป็นการอัปเกรดเรดาร์Orange Yeoman [ 10 ] [ b ] Associated Electrical Industriesได้เริ่มผลิตระบบนี้ในชื่อAMES Type 85เนื่องจากระบบนี้ยังมีระยะทำการไกล จึงจำเป็นต้องใช้เพียง 9 เครื่องเพื่อครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของสหราชอาณาจักร[ 11 ]เมื่อเวลาผ่านไป แผนเหล่านี้ถูกปรับลดขนาดลงเรื่อยๆ จนในที่สุดก็ผลิตระบบที่รู้จักกันในชื่อ Linesman ซึ่งมีสถานี 3 แห่ง ครอบคลุมเฉพาะส่วนใต้ของอังกฤษ เพื่อปกป้องฐานทัพของBomber Command และเรดาร์ BMEWS [ 12 ]
เรดาร์สหสัมพันธ์
ในปี พ.ศ. 2490 สถาบันวิจัยอากาศยานหลวง (RAE) ได้รับมอบหมายให้พัฒนาขีปนาวุธนำวิถีโดยรับช่วงต่อจากกลุ่มงานที่หลากหลายก่อนหน้านี้ วิศวกรหลายคนจาก RRDE ถูกส่งไปยัง RAE ที่สนามบินฟาร์นโบโรห์เพื่อช่วยออกแบบระบบติดตามและนำทาง ในกลุ่มนั้นมีจอร์จ คลาร์ก ซึ่งเคยทำงานเกี่ยวกับ ระบบ นำทางขีปนาวุธLOPGAP แต่มีความสนใจในการพัฒนาระบบเรดาร์ขั้นสูงมากกว่า[ 13 ]
ในปี พ.ศ. 2492 คลาร์กได้คิดค้นระบบ ระบุมิตรหรือศัตรู (IFF) รูปแบบใหม่ที่ไม่ต้องอาศัยพัลส์ที่ส่งมาจากภาคพื้นดิน แต่ระบบ IFF บนอากาศแต่ละระบบจะส่งสัญญาณในช่วงเวลาสุ่ม ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาที่พบในพื้นที่ที่มีการจราจรหนาแน่น โดยที่พัลส์สอบถามจากเครื่องรับส่งสัญญาณ IFF บนภาคพื้นดินจะสร้าง การตอบกลับจากทราน สปอนเดอร์ จำนวนมาก จนทับซ้อนกันและรบกวนซึ่งกันและกัน ในระบบของคลาร์ก ทรานสปอนเดอร์จะส่งการตอบกลับออกไปโดยธรรมชาติในช่วงเวลาที่กระจายออกไป ทำให้โอกาสที่จะทับซ้อนกันน้อยลงมาก[ 14 ]
ในระบบ IFF แบบดั้งเดิม เวลาที่ผ่านไประหว่างการส่งพัลส์สอบถามและการรับสัญญาณทำให้สามารถกำหนดระยะทางไปยังทรานสปอนเดอร์ได้ ในระบบของคลาร์ก ตัวรับสัญญาณไม่ทราบว่าสัญญาณถูกส่งเมื่อใด และไม่สามารถใช้วิธีนี้ได้อีกต่อไป แทนที่จะเป็นเช่นนั้น สัญญาณจะถูกรับโดยเสาอากาศสามต้น และใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "ตัวประสาน" ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันดีในชื่อตัวกรองแบบจับคู่พัลส์จากการออกอากาศ IFF ครั้งเดียวสามารถถูกแยกออกจากสัญญาณสะท้อนกลับที่เป็นไปได้จำนวนมาก โดยการหน่วงสัญญาณจนกว่าจะตรงกันในเวลาความแตกต่างของเวลาที่สัญญาณใช้ในการไปถึงเสาอากาศแต่ละต้นจะถูกดึงออกมา ความแตกต่างระหว่างเสาอากาศสองต้นใดๆ จะส่งผลให้เกิดตำแหน่งที่เป็นไปได้ต่อเนื่องกันตามไฮเปอร์โบลาโดยการวัดที่คล้ายกันระหว่างสถานีทั้งหมด AB, BC และ CA จะสร้างไฮเปอร์โบลาดังกล่าวสามอัน ซึ่งในทางทฤษฎีจะตัดกันที่จุดเดียว แต่โดยทั่วไปแล้วจะก่อตัวเป็นรูปสามเหลี่ยมเล็กๆ เนื่องจากความไม่แม่นยำโดยธรรมชาติ แนวคิดนี้ไม่ได้ถูกนำไปพัฒนาต่อ[ 14 ]
ต่อมาในปีนั้น คลาร์กได้เสนอระบบติดตามและนำทางขีปนาวุธแบบใหม่โดยใช้เทคนิคพื้นฐานเดียวกัน เนื่องจากระยะเวลาการบินสั้น ระบบติดตามขีปนาวุธจึงต้องการตรวจจับเป้าหมายให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่เนื่องจากเรดาร์ในยุคนั้นหมุนด้วยกลไก จึงมีข้อจำกัดในเรื่องอัตราการสแกน[ 13 ]คลาร์กเสนอให้ใช้เครื่องส่งสัญญาณ "ไฟส่องสว่าง" ขนาดใหญ่เพียงเครื่องเดียวและเครื่องรับสัญญาณสามเครื่องที่วางไว้ที่มุมของ สามเหลี่ยมฐานเส้น 15 ไมล์ (24 กม.)สัญญาณที่สะท้อนจากวัตถุใดๆ ในพื้นที่นั้นจะถูกแปลงเป็นตำแหน่งในลักษณะเดียวกับระบบ IFF เป้าหมายทั้งหมดภายในพื้นที่ส่องสว่างสามารถระบุตำแหน่งได้พร้อมกันและต่อเนื่อง การตรวจสอบแนวคิดนี้ชี้ให้เห็นว่ามีปัจจัยที่ไม่ทราบมากเกินไปที่จะเริ่มการพัฒนาอย่างจริงจัง และคลาร์กจึงถูกย้ายไปอยู่ในกลุ่มที่ทำงานเกี่ยวกับมาตรการต่อต้านเรดาร์[ 15 ]
วิงเคิล

ในปี พ.ศ. 2494 คลาร์กได้เสนอระบบอีกระบบหนึ่งโดยอิงจากหลักการเดียวกัน คราวนี้เป็นวิธีการติดตามเครื่องบินที่บรรทุกเครื่องรบกวนสัญญาณ RAE พิจารณาแนวคิดนี้และแนะนำว่ามีสามวิธีที่เป็นไปได้ในการใช้งาน วิธีแรกคือแนวคิดสามสถานีตามข้อเสนอขีปนาวุธของคลาร์ก วิธีที่สองใช้การวัดเชิงมุมจากเสาอากาศสองต้นที่อยู่ห่างกันมากสำหรับการคำนวณสามเหลี่ยม แบบง่าย วิธีที่สามใช้เสาอากาศสองต้นเพื่อหาไฮเปอร์โบลาหนึ่งอันโดยใช้วิธีของคลาร์ก และการวัดเชิงมุมจากหนึ่งในสองสถานีเพื่อตัดกับไฮเปอร์โบลานั้น[ 14 ]
แม้ว่าวิธีการวัดมุมสองมุมอาจดูเหมือนง่ายที่สุด แต่ก็มีปัญหาเมื่อมีเครื่องรบกวนมากกว่าหนึ่งเครื่องในพื้นที่ เมื่อมีเครื่องรบกวนเพียงเครื่องเดียว เครื่องรับจะรับสัญญาณและวัดมุมของสัญญาณเทียบกับสถานี เมื่อพล็อตมุมเหล่านี้ลงบนแผนที่ มุมเหล่านั้นจะตัดกันที่ตำแหน่งเดียว หากมีเครื่องบินรบกวนสองลำในพื้นที่ สถานีทั้งสองจะสร้างการวัดมุมสองค่า ค่าละหนึ่งสำหรับเครื่องบินแต่ละลำ เมื่อพล็อตค่าเหล่านี้ลงบนแผนที่ร่วมกัน จะมีจุดตัดสี่จุด สองจุดมีเครื่องบิน อีกสองจุดเป็น "จุดเสมือน" หากมีเครื่องบินลำที่สาม จุดตัดจะเพิ่มขึ้นเป็นเก้าจุดและหกจุดเสมือน และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป[ 16 ]กองทัพอากาศอังกฤษต้องการระบบที่สามารถรับมือกับการโจมตีทางอากาศครั้งใหญ่ ดังนั้นวิธีการนี้จึงไม่เหมาะสม[ 17 ]
ตัวเชื่อมความสัมพันธ์หลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้เนื่องจากมีความไวต่อรายละเอียดของพัลส์สัญญาณอย่างมาก จนถึงจุดที่พัลส์ที่ได้รับจากเครื่องบินสองลำที่แตกต่างกันจะไม่สร้างสัญญาณเอาต์พุต เฉพาะเมื่อตัวเชื่อมความสัมพันธ์ได้รับสัญญาณจากเครื่องรบกวนตัวเดียวกันเท่านั้นจึงจะได้ผลลัพธ์กลับมา ซึ่งจะช่วยขจัดความกำกวม การใช้ระบบเชื่อมความสัมพันธ์เป็นระบบการวัดเพียงอย่างเดียวจะใช้งานได้ตามที่คลาร์กเสนอไว้ในตอนแรก แต่จะต้องใช้ตัวเชื่อมความสัมพันธ์สองหรือสามตัว ซึ่งมีราคาแพงมาก ดังนั้นแนวคิดที่ใช้การวัดมุมหนึ่งมุมและการเชื่อมความสัมพันธ์หนึ่งตัวจึงถูกเลือกเป็นทางออกที่ดีที่สุด[ 16 ]
นอร์แมน เบลีย์ จากสถาบันวิจัยโทรคมนาคม[ c ]ได้เขียนบทความเกี่ยวกับหัวข้อนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้เป็นไปได้[ 17 ]ในปี พ.ศ. 2497 มาร์โคนีได้รับสัญญาจาก RAE ให้ผลิตระบบทดลองภายใต้ชื่อรหัส "Winkle" [ d ]งานพัฒนาส่วนใหญ่ดำเนินการที่ศูนย์วิจัยมาร์โคนีใน เก รตแบดโดว์[ 18 ]
พวกเขาออกแบบระบบที่ใช้เสาอากาศที่มีมุมรับสัญญาณค่อนข้างกว้าง ประมาณ 70 องศาในแนวนอน ซึ่งใช้ในการวัดความสัมพันธ์ เมื่อตรวจพบความสัมพันธ์ ระบบสแกนอิเล็กทรอนิกส์จะวัดมุมอย่างรวดเร็วด้วยความแม่นยำประมาณหนึ่งองศา[ 16 ]เพื่อให้ความสัมพันธ์ทำงานได้ สัญญาณจากเสาอากาศสองตัวที่อยู่ห่างกันมากจะต้องถูกรวมเข้าด้วยกันในตัวประมวลผลความสัมพันธ์ ซึ่งทำได้โดยใช้รีเลย์ไมโครเวฟระหว่างสถานี มีการสร้างเวอร์ชันทดลองขึ้นระหว่าง Great Baddow และSouth Site ของRoyal Radar Establishment ใน Great Malvern ซึ่ง อยู่ห่างกันประมาณ100 ไมล์ (160 กม.) [ 18 ]
ระบบที่สองพร้อมเครื่องรับต้นแบบถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2499 ระหว่างRAF Bard HillในNorfolkและRAF BemptonในYorkshireการทดสอบเบื้องต้นดำเนินการโดยใช้เครื่องรบกวนสัญญาณที่ติดตั้งบนหอคอยระหว่างสถานีทั้งสอง และใช้สิ่งนี้เพื่อพัฒนาระบบตัวประสานสัญญาณต่อไป ในที่สุดพวกเขาก็ย้ายไปทดสอบกับเครื่องบิน ในการทดสอบครั้งหนึ่ง เครื่องบินสี่ลำซึ่งทั้งหมดบรรทุกเครื่องรบกวนสัญญาณ สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง[ 18 ]
เมื่อโครงการ Blue Riband ถูกยกเลิกในช่วงต้นปี 1958 และมีการระบุถึงภัยคุกคามใหม่ของการรบกวนสัญญาณ BMEWS แนวคิดนี้จึงได้รับความสนใจอีกครั้ง การศึกษาการออกแบบระบบซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการใช้งานเรดาร์แบบใหม่ที่เรียกว่า Plan Ahead ซึ่งต่อมากลายเป็น Linesman เริ่มขึ้นในช่วงปลายปี 1958 ตามด้วยสัญญาการพัฒนาในเดือนสิงหาคม 1959 [ 16 ]
การปรับใช้
แนวคิดพื้นฐานกำหนดให้ตัวเชื่อมความสัมพันธ์ต้องได้รับสัญญาณเดียวกันจากเสาอากาศทั้งสอง ซึ่งก่อให้เกิดปัญหา ตัวเชื่อมความสัมพันธ์ใช้เวลาในการทำงานสั้นกว่าอัตราการสแกนที่เหมาะสมในระหว่างการวัดมุม ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการใช้ตัวเชื่อมความสัมพันธ์แยกกันในแต่ละมุมที่วัด แต่ต้นทุนจะสูงเกินไป จึงได้ออกแบบระบบใหม่ที่ใช้ตัวเชื่อมความสัมพันธ์จำนวนน้อยและคอมพิวเตอร์เป็นระบบหน่วยความจำที่ช่วยให้สามารถตรวจจับความสัมพันธ์ที่อาจเกิดขึ้นได้ตลอดช่วงเวลาการสแกน ตัวเชื่อมความสัมพันธ์จะทำการวัด จัดเก็บผลลัพธ์ในคอมพิวเตอร์ แล้วจึงพร้อมสำหรับการวัดที่มุมอื่น[ 16 ]
การพัฒนาเป็นไปอย่างราบรื่น และการผลิตเริ่มขึ้นในปี 1962 แม้ว่าการพัฒนายังคงดำเนินอยู่ก็ตาม เสาอากาศความเร็วสูงเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นที่โรงงานของ Marconi ในBushy Hillและเชื่อมต่อกับต้นแบบ Blue Yeoman ที่ RRE ในGreat Malvern [ 18 ]ระบบนี้ได้รับการสาธิตให้กับ คณะผู้แทน NATOในเดือนพฤษภาคม 1964 สถานที่ผลิตแห่งแรกที่RAF Neatishead มีแผนที่จะเริ่มการ ทดสอบในเดือนตุลาคม 1965 และสถานีอีกสองแห่งที่RAF Staxton WoldและRAF Boulmerก็เสร็จสมบูรณ์ก่อนกำหนดในต้นปี 1966 [ 19 ]
การทดสอบฐานแรกโดยใช้สถานีทั้งสามแห่งนี้เริ่มขึ้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2509 หลังจากการทดสอบอย่างละเอียดและการแก้ไขเล็กน้อย สถานี Staxton Wold ผ่านการทดสอบการยอมรับในเดือนพฤษภาคม/มิถุนายน พ.ศ. 2511 และส่งมอบให้กับกองทัพอากาศอังกฤษในเดือนตุลาคมสถานี BoulmerและDundonaldตามมาในเดือนพฤศจิกายน และสถานี Neatishead ในเดือนธันวาคม[ 19 ]
ทดแทน
แม้ว่าการพัฒนา PDS จะดำเนินไปอย่างราบรื่นพอสมควร แต่ระบบ Linesman ส่วนที่เหลือกลับไม่เป็นเช่นนั้น เรดาร์ Type 85 ถูกเลื่อนออกไปหลายครั้งและไม่ได้เริ่มใช้งานจนกระทั่งปี 1968 [ 20 ] [ e ]สถานีควบคุมกลางในพื้นที่ลอนดอนไม่สามารถใช้งานได้อย่างเต็มที่จนกระทั่งเดือนพฤศจิกายน 1973 ในเวลานั้นแผนการขยาย Linesman ก็ถูกยกเลิกไปแล้ว[ 21 ]
ศูนย์กลางที่เรียกว่า L1 นั้นไม่ได้ถูกเสริมความแข็งแกร่ง เมื่อ Linesman ถูกออกแบบในช่วงปลายทศวรรษ 1950 มีการสันนิษฐานว่าสงครามใดๆ ก็ตามจะกลายเป็นสงครามนิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว และหากมีการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจน ก็ไม่มีประโยชน์ที่จะพยายามป้องกันการทำลาย L1 อย่างไรก็ตาม เมื่อสหภาพโซเวียตเริ่มมีความเท่าเทียมกันทางยุทธศาสตร์กับ NATO ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ความคิดนี้ก็เปลี่ยนไป ตอนนี้แนวคิดเรื่องการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ในช่วงต้นสงครามไม่น่าเชื่อถืออีกต่อไป ดูเหมือนว่าสงครามธรรมดาที่ ยืดเยื้อ จะเกิดขึ้นก่อนสงครามนิวเคลียร์ หรืออาจจะไม่กลายเป็นสงครามนิวเคลียร์เลย[ 22 ]
ในสถานการณ์นี้ โซเวียตสามารถทิ้งระเบิดเรดาร์ชายฝั่งหรือแม้แต่ L1 ด้วยอาวุธธรรมดาได้โดยไม่ต้องกลัวว่าจะจุดชนวนสงครามนิวเคลียร์ จากนั้นพวกเขาก็จะสามารถเข้าถึงน่านฟ้าของสหราชอาณาจักรได้อย่างไม่จำกัด เนื่องจากระบบ Linesman ได้รับการออกแบบมาเพื่อการเตือนภัยล่วงหน้าและการป้องกันการรบกวนในช่วงสงครามนิวเคลียร์เต็มรูปแบบในระยะเวลาสั้นๆ เป็นหลัก จึงไม่มีขีดความสามารถที่จำเป็นในการรับมือกับการโจมตีที่ตามมา การเปลี่ยนแปลงในการรับรู้ภัยคุกคามนี้บ่งชี้ว่าระบบ Linesman มีความเปราะบางอย่างยิ่ง ที่แย่กว่านั้นคือ คาร์ซิโนตรอนอาจถูกนำไปใช้กับลิงก์ไมโครเวฟระหว่างสถานี ทำให้ระบบไร้ประโยชน์ แม้กระทั่งก่อนที่จะถึงระยะที่ 1 พร้อมใช้งาน ก็มีการตัดสินใจที่จะยกเลิกการปรับปรุงระบบเพิ่มเติมและใช้เงินทุนเหล่านั้นเพื่อออกแบบและซื้อระบบทดแทนโดยเร็วที่สุด[ 23 ]
Marconi ได้พัฒนาระบบเรดาร์ใหม่โดยใช้การออกแบบตัวรับสัญญาณที่เป็นเอกลักษณ์อยู่แล้ว และตอบสนองความต้องการนี้โดยการแนะนำ เรดาร์ แบบอาร์เรย์สแกนอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟ (PESA) รุ่นMarconi Martelloด้วยเหตุผลหลายประการ เรดาร์เหล่านี้มีความอ่อนไหวต่อการรบกวนน้อยกว่าเรดาร์ที่ต้องสแกนด้วยกลไก และสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ เรดาร์เหล่านี้ทำให้คาร์ซิโนตรอนมีประสิทธิภาพน้อยลงมาก เรดาร์ Martello เข้าประจำการในกองทัพอากาศอังกฤษในชื่อ AMES Type 90 และ Type 91 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบทั่วประเทศที่เรียกว่าImproved UKADGEโดยแทนที่ระบบ Linesman ทั้งหมดภายในปี 1984 [ 24 ]
คำอธิบาย
เสาอากาศความเร็วสูง (HSA) ได้รับการออกแบบให้มีการโฟกัสแนวตั้งบางส่วนเพื่อให้สามารถสแกนไปยังมุมเงยสูงได้ ในระหว่างการรับสัญญาณตามปกติ ชุดฮอร์นป้อนสัญญาณช่วยให้สามารถรับสัญญาณจากทุกที่ทั่วด้านหน้าของเสาอากาศได้ในรูปแบบที่มีความกว้างประมาณ 70 องศา[ 18 ]
การไม่เน้นเป้าหมายนี้เป็นไปโดยเจตนา เนื่องจากหมายความว่าเสาอากาศทั้งสองบนเส้นฐานไม่จำเป็นต้องชี้ไปยังเป้าหมายเดียวกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อทราบตำแหน่งโดยประมาณแล้วเท่านั้น ในทางกลับกัน เสาอากาศเพียงแค่ต้องชี้ไปยังจุดทั่วไปเดียวกันบนเข็มทิศและหากมีเป้าหมายอยู่ตรงหน้าเสาอากาศใดเสาอากาศหนึ่ง สัญญาณของพวกมันก็จะตรงกันในตัวประสาน[ 18 ]
เนื่องจากเสาอากาศมีพื้นที่รับสัญญาณกว้างและมีระบบสแกนของตัวเอง จึงไม่จำเป็นต้องหมุน ในบางโหมด สามารถตั้งค่าเป็นมุมคงที่ 4 มุมที่จัดเรียงไว้เพื่อครอบคลุมทั้งสองด้านของเส้นฐานระหว่าง HSA และ Type 85 ที่เกี่ยวข้อง มีการตั้งค่า 2 แบบในแต่ละด้าน คือ "มองใกล้" และ "มองไกล" หรืออีกทางหนึ่ง HSA สามารถหมุนพร้อมกับเสาอากาศ Type 85 ได้ โดยปกติจะทำการสแกน 360 องศาอย่างสมบูรณ์ที่ 4 รอบต่อนาที หรืออีกทางหนึ่งคือการสแกนแบบภาคส่วนที่ความเร็วเชิงมุมเดียวกันที่ 24 องศาต่อวินาที ซึ่งหมายความว่าทั้งเรดาร์และ PDS มี "อัตราข้อมูล" เท่ากัน[ 18 ]
ในระหว่างการปฏิบัติงานตามปกติ Type 85 ที่เกี่ยวข้องจะทำการสแกนอย่างต่อเนื่อง เมื่อ Type 85 สแกนผ่านเครื่องรบกวน สัญญาณของเครื่องรบกวนจะไปถึงตัวประมวลผลสัญญาณชั่วครู่ ตราบใดที่ HSA ชี้ไปในทิศทางเดียวกันโดยทั่วไป มันจะส่งสัญญาณเดียวกันไปยังตัวประมวลผลสัญญาณ และตัวประมวลผลสัญญาณจะแสดงผล "ตรงกัน" เมื่อพบการจับคู่ HSA จะใช้เครื่องสแกนแบบท่อออร์แกนเพื่อสแกนในแนวนอนอย่างรวดเร็ว ลำแสงแคบของ Type 85 จะสแกนเป้าหมายแต่ละเป้าหมายเป็นเวลาเพียงประมาณ1/50 วินาทีและ HSA จะสแกนพื้นที่ 70 องศาทั้งหมดด้านหน้าในระหว่างช่วงเวลานั้น นี่คือที่มาของชื่อ "ความเร็วสูง" [ 18 ]
ในระหว่างการสแกน สัญญาณรบกวนจะยังคงมองเห็นได้ด้วย Type 85 และจะปรากฏในฮอร์นป้อนสัญญาณสองหรือสามตัวบน HSA สัญญาณเหล่านี้ถูกป้อนเข้าสู่ชุดตัวประสาน การหาความสัมพันธ์ใช้เวลาพอสมควร ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ตัวประสานหลายตัวเพื่อทำการเปรียบเทียบแบบขนานสำหรับฮอร์นป้อนสัญญาณหลายตัวในเวลาเดียวกัน นี่คือจุดประสงค์ของการจัดเก็บเอาต์พุตในคอมพิวเตอร์ แทนที่จะใช้ตัวประสานสำหรับฮอร์นป้อนสัญญาณ แต่ละตัว ระบบใช้จำนวนที่น้อยกว่าซึ่งจัดเรียงเป็นวงจร และทันทีที่การหาความสัมพันธ์เสร็จสมบูรณ์ การวัดจะถูกจัดเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ จากนั้นจึงนำไปใช้ในการหาความสัมพันธ์กับฮอร์นป้อนสัญญาณตัวถัดไป[ 18 ]
เมื่อการสแกนเสร็จสมบูรณ์ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังจอแสดงผล "theta-phi" ที่เป็นเอกลักษณ์ จอแสดงผลนี้วาดโดยการสแกนในแนวตั้ง ซึ่งแตกต่างจากการสแกนในแนวนอนเหมือนในโทรทัศน์อนาล็อกทั่วไป[ f ]การสแกนแนวตั้งแต่ละครั้งจะแสดงค่าตัวสัมพันธ์ที่วัดผ่านฮอร์นป้อนสัญญาณตัวใดตัวหนึ่ง จากนั้นจะเลื่อนไปทางขวาเล็กน้อยเพื่อทำซ้ำสำหรับค่าฮอร์นป้อนสัญญาณตัวถัดไป ผลลัพธ์ที่ได้คือจอแสดงผล XY โดยที่พิกัด X คือมุมและพิกัด Y คือระยะ[ 25 ]
เนื่องจากสัญญาณน่าจะมองเห็นได้ในฮอร์นรับสัญญาณหลายตัว เนื่องจากรูปแบบการรับสัญญาณของพวกมันทับซ้อนกันเล็กน้อยในแกนแนวนอน เป้าหมายจึงไม่ปรากฏเป็นจุดเดียว แต่เป็น "กลุ่มดาว" ของจุดที่อยู่ใกล้กัน ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมการขยายสัญญาณเพื่อให้จุดที่อ่อนกว่าหายไป จากนั้นจึงประเมินตำแหน่งของเครื่องบินในชุดที่เหลืออยู่ จากนั้นพวกเขาจะใช้การเชื่อมต่อโทรศัพท์เสียงปกติไปยังผู้ปฏิบัติงานที่สถานี L1 ซึ่งจะป้อนตำแหน่งลงในจอแสดงผลหลักด้วยตนเอง เพื่อช่วยในการแปลงจาก XY เป็นตำแหน่งบนแผนที่ จอแสดงผลได้เพิ่มเส้นแนวตั้งเพิ่มเติมเพื่อแบ่งจอแสดงผลออกเป็น "ส่วน" ซึ่งสามารถค้นหาได้บนแผนที่[ 25 ]
เนื่องจากลำแสงแนวตั้งแบบ "เรียงซ้อน" ของ Type 85 การค้นหาความสูงยังคงเป็นไปได้โดยการตรวจสอบว่าลำแสงใดได้รับสัญญาณรบกวนและลำแสงใดไม่ได้รับสัญญาณรบกวน[ 26 ]
หมายเหตุ
- ↑ยังไม่ชัดเจนว่านี่เป็นรหัสสีรุ้งอย่างเป็นทางการหรือเป็นเพียงการอ้างอิงถึงรางวัลที่มีชื่อเดียวกันแหล่งข้อมูลที่มีอยู่ไม่ได้ระบุอย่างเจาะจง แต่โดยปกติแล้ว "ริบบิ้น" ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของรหัสเหล่านี้
- ↑ชื่อ "Blue Yeoman" ดูเหมือนจะเป็นการรวมกันของ Blue Riband และ Orange Yeoman และไม่ได้ถูกเลือกแบบสุ่มเหมือนปกติสำหรับ Rainbow Codes [ 10 ]
- ↑ TRE เปลี่ยนชื่อเป็น Royal Radar Establishmentในปี 1954
- ↑ไม่มีการกล่าวถึงเหตุผลที่โครงการนี้ไม่ได้รับรหัส Rainbow Code ในแหล่งข้อมูลที่มีอยู่
- ↑ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครือข่าย PDS จึงไม่ได้รับการประกาศว่าใช้งานได้จนถึงเวลานั้น
- ↑จัดวางได้ง่ายๆ เพียงแค่หมุนหน้าจอโทรทัศน์ทั่วไปภายในตัวเครื่อง